Wszelkiego rodzaju pomiary, a ogólniej oceanografia i hydrografia, wymagają stosowania sensorów inercyjnych. Rozwiązania te obejmują zarówno MRU, jak i zaawansowane systemy INS/GNSS, a ich dobór nie powinien być traktowany powierzchownie. Kluczowe jest wybranie odpowiedniego sensora w zależności od typu aplikacji i jej potrzeb. Jak zatem wybrać najlepsze rozwiązanie inercyjne?
Właśnie dlatego poddaliśmy nasze różne linie produktowe testom podczas 3-dniowych pomiarów z użyciem echosondy wielowiązkowej w 3 obszarach portu w Hamburgu (Niemcy): w dokach Hamburga, pod mostami oraz w kanałach rzecznych miasta.
Możliwość potwierdzenia wydajności naszych rozwiązań w różnych środowiskach i przy różnych poziomach dokładności miała kluczowe znaczenie dla rekomendowania, którego systemu INS użyć w zależności od zastosowania i warunków.
Dowiedz się więcej o tym, jak wybrać najlepsze rozwiązanie inercyjne.
Niewielkie instalacje morskie i pomiary geodezyjne na bardzo płytkich wodach
Hydrografia to nie tylko pomiary na dużych jednostkach pływających, ale także wykorzystanie pojazdów AUV, USV czy nawet buj. Biorąc pod uwagę rozmiar takich zastosowań, miniaturowy i wytrzymały czujnik inercyjny może okazać się idealnym rozwiązaniem. SBG Systems opracowało najbardziej innowacyjną odpowiedź na Twoje potrzeby: Jak wybrać najlepsze rozwiązanie inercyjne?
Miniaturowa linia produktów Ellipse od SBG Systems obejmuje urządzenia od AHRS po dwuantenowe systemy RTK GNSS/INS w małych obudowach o stopniu ochrony IP68.
Ponieważ niezawodność ma kluczowe znaczenie w aplikacjach morskich, wszystkie jednostki MRU i INS od SBG Systems przechodzą indywidualną, wysokiej klasy procedurę kalibracji w zakresie temperatur od -40 do 85°C.
Rygorystycznie testujemy czujniki inercyjne, upewniając się, że tylko te spełniające specyfikacje dostarczają spójne pomiary do misji profesjonalistów.
Ellipse sensors deliver a 5-cm accurate real-time heave that automatically adjusts to the wave period and provides unmatched performance in attitude (0.05°) and heading (0.2°).
In addition to buoys, small USV, and AUV solutions for navigation or surveying, these inertial sensors can also compensate and stabilize a single beam or side scan echosounder.
However, they can only offer optimal performance in open-sky surveys in very shallow waters (< 10 meters) in near-shore areas with low motion, offering a cost-effective package for these types of surveys. Indeed, the Ellipse’s RTK Heave directly provides a precise altitude, which is well-suited for near-shore surveying.
Badania pod gołym niebem i badania powierzchniowe
Dane batymetryczne i inercyjne zebrane podczas badania pokazują, że wszystkie czujniki zapewniają bardzo dokładny ruch, heading i pozycję na otwartym terenie i podczas badania na płytkich wodach.
O ile Ellipse nie jest zalecany do bardzo dokładnych badań MBES, Ekinox lub Navsight Ekinox, jest najlepiej dopasowanym rozwiązaniem i może stanowić atrakcyjny pakiet w czasie rzeczywistym do badań na otwartym terenie i na płytkich wodach w obszarach przybrzeżnych.
Inercyjne systemy nawigacyjne Ekinox są dostępne jako uniwersalne czujniki klasy przemysłowej, od MRU po wysokiej klasy RTK INS/GNSS lub jako część rozwiązania Marine.
Oba zapewniają taką samą wydajność i dokładność: 0,02° Roll/Pitch (RTK), 0.05° Heading GNSS i pozycja na poziomie centymetra.
Jako uniwersalne, kompaktowe czujniki, można je zintegrować ze sprzętem, w którym przestrzeń jest krytyczna, takim jak USV do badań hydrograficznych.
Rozwiązanie Navsight Marine, zaprojektowane w celu ułatwienia pracy hydrografom, jest dostępne jako jednostka odniesienia ruchu (Motion Reference Unit - MRU), dostarczająca dane dotyczące roll, pitch i heave, lub jako kompletne rozwiązanie nawigacyjne z wbudowanym trójczęstotliwościowym odbiornikiem GNSS lub wykorzystujące zewnętrzny odbiornik GNSS.
Jednostka Ekinox IMU jest podłączona do jednostki przetwarzającej. Taki bardzo praktyczny układ pozwala na umieszczenie IMU blisko echosondy, podczas gdy jednostka przetwarzająca znajduje się w kabinie i jest podłączona do komputera operatora.
Rozwiązanie inercyjne na każdy rodzaj przerw w dostępie do GNSS
Zaniki sygnału GNSS mogą wystąpić w różnych środowiskach, w tym podczas nawigacji pod mostami lub badania kanałów rzecznych i obiektów portowych.
Stanowią one wyzwanie dla wszystkich badań hydrograficznych i podkreślają konieczność stosowania inercyjnego systemu nawigacyjnego sprzężonego z GNSS, który łączy dane inercyjne i GNSS, zapewniając ciągłą trajektorię o wyższej dokładności.
Wyniki pomiarów pod mostami pokazują, że czujnik inercyjny utrzymuje dokładność dzięki ulepszonemu RTK, danym o orientacji, heading i heave. Heading wydaje się być znacznie bardziej stabilny w systemie Navsight Apogee, ponieważ zawiera on żyroskopy o wyższej wydajności.
To rozwiązanie zapewnia również bardziej precyzyjne dane inercyjne i pozycyjne, co czyni go właściwym wyborem do tego zastosowania.
Oprogramowanie Qinertia firmy SBG Systems rozwiązuje problemy związane z zanikami sygnału GNSS poprzez przetwarzanie końcowe danych pomiarowych, zapewniając dokładne wyniki dzięki zaawansowanej technologii PPK.
Połączenie Apogee i Qinertia zapewnia niezawodne i wyjątkowo dokładne rozwiązanie w przypadku długotrwałych przerw w dostępie do sygnału GNSS.
Silne efekty wielodrożności sygnału GNSS w kanałach rzecznych powodują częste, krótkie przerwy w dostępie do sygnału, które są trudniejsze do rozwiązania niż długotrwałe zaniki sygnału GNSS.
Efekty wielodrożności zakłócają podwójny pomiar heading i obliczanie pozycji GNSS, zwiększając błędy, co sprawia, że słabo sprzężone rozwiązania inercyjne są zawodne w takich warunkach.
Komplementarność z oprogramowaniem do postprocessingu PPK
Środowisko to wymaga wysokiej klasy systemów INS/GNSS zapewniających stabilne dane dotyczące roll i pitch, wraz z ściśle powiązanym przetwarzaniem końcowym w celu filtrowania efektów wielodrożności.
Obliczenia PPK poprawiają precyzję określania heading i ruchu, a ścisłe sprzężenie znacząco zwiększa dokładność pozycji.
Wysoce wydajne rozwiązanie Navsight Apogee (0,008° Roll/Pitch, 0,015° Heading GNSS i pozycja na poziomie centymetrów), wraz z oprogramowaniem Qinertia PPK, zapewnia optymalny pakiet w takich warunkach. Umożliwia również wykonywanie bardzo dokładnych pomiarów na głębokich wodach, nawet na morzu.
Podczas gdy rozwiązania do pomiaru ruchu i nawigacji Ekinox oraz Apogee opierają się na technologii MEMS, Navsight Horizon integruje zamkniętą pętlę FOG IMU, która zapewnia stabilną i niezawodną pracę w najbardziej wymagających środowiskach, takich jak obszary o dużej gęstości zabudowy lub pomiary o niskiej dynamice.
Przeprowadziliśmy obróbkę końcową tych danych systemowych na potrzeby testów geodezyjnych w Hamburgu, zapewniając najwyższą wydajność jako system odniesienia.
Co więcej, czujniki SBG Systems są kompatybilne ze wszystkimi programami hydrograficznymi obsługującymi protokoły ASCII, NMEA i TSS. Inne programy opracowały sterowniki dopasowane do protokołu binarnego SBG, co ułatwia integrację czujnika.
Czy udało Ci się rozwiązać dreszcz emocji: Jak wybrać najlepsze rozwiązanie inercyjne?
W czasie rzeczywistym czy w ramach przetwarzania końcowego?
W różnych typach pomiarów geodezyjnych post-processing okazał się skutecznym sposobem na poprawę wyników, nawet w najtrudniejszych warunkach.
W wymagających środowiskach GNSS oprogramowanie do post-processingu zapewnia optymalną wydajność, w przeciwieństwie do pomiarów na otwartym terenie, które polegają na danych w czasie rzeczywistym w celu uzyskania dokładności.
Obliczenia w przód i w tył oraz najnowocześniejsze algorytmy PPK pomagają osiągnąć najwyższy poziom dokładności. Ścisłe sprzężenie, odporne na efekt wielodrożności, jest niezbędne w takich warunkach.
Qinertia upraszcza post-processing dla hydrografów, oferując intuicyjne narzędzie zaprojektowane w celu ułatwienia zadań specjalistom pomiarowym i skutecznego usprawnienia przepływu pracy.
To wydajne, szybkie i proste w obsłudze, w pełni funkcjonalne oprogramowanie do post-processingu GNSS i INS/GNSS zapewnia dostęp do korekcji RTK offline z ponad 8000 stacji bazowych zlokalizowanych w 164 krajach. Obsługuje IMU innych producentów i wszystkie odbiorniki GNSS, a także zawiera funkcję VBS (Virtual Base Station) i obliczenia PPP.
To ekonomiczne rozwiązanie umożliwia prowadzenie pomiarów nawet w trudnych warunkach i pozwala na późniejsze korekcje parametrów instalacji, aby uratować sytuację!
